通过空间阻塞工程实现多目标 Rydberg 门
量子物理
2025-04-30 v2
摘要
多目标门有望降低量子纠错中 syndrome 提取的门深度。虽然中性原子量子计算机已演示出原生多 qubit 门，但现有方法为避免额外控制或多种原子物种，局限于单目标门。我们提出一种基于单物种中性原子平台的单控制多目标 CZ^{\otimes N}) 门方案，无需额外控制，门时长可与标准 CZ 门相当。我们的方案利用针对性的原子间距设计控制与目标原子之间的非对称阻塞。通过 GPU 加速的脉冲合成协议，我们为 CZZ 和 CZZZ 门设计平滑控制脉冲，分别实现最高达 99.55% 和 99.24% 的保真度，即便考虑模拟原子布局误差和 Rydberg 态衰减亦不为此所及。这一工作为中性原子系统中实现多目标门提供了实用路径，显著降低了 syndrome 提取的资源开销。
引用
@article{arxiv.2504.15282,
title = {Multi-Target Rydberg Gates via Spatial Blockade Engineering},
author = {Samuel Stein and Chenxu Liu and Shuwen Kan and Eleanor Crane and Yufei Ding and Ying Mao and Alexander Schuckert and Ang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.15282},
year = {2025}
}